Артур М. Леск - Arthur M. Lesk

Артур Леск
Артур М. Леск ISMB 2015.jpg
Артур М. Леск выступает на ISMB конференция в 2015 году.
Родившийся
Артур Маллэй Леск
Альма-матер
ИзвестенВведение в биоинформатику[1] и другие учебники
Научная карьера
Учреждения
ТезисИсследования взаимодействия конфигурации валентных связей на химической связи благородных газов  (1966)
Интернет сайтbmb.psu.edu/ каталог/ aml25

Артур Маллэй Леск, исследователь белковых наук, профессор биохимия и молекулярная биология на Государственный университет Пенсильвании в Университетском парке.

Образование

Леск получил степень бакалавра с отличием от Гарвардский университет в 1961 г. Он получил докторскую степень в Университет Принстона в 1966 году. Он также получил степень магистра в Кембриджском университете в Соединенном Королевстве в 1999 году.[нужна цитата ]

Исследование

Леск внес значительный вклад в изучение эволюции белков.[2] Он и Сайрус Чотия, работая в Совет медицинских исследований (Великобритания) Лаборатория молекулярной биологии в Кембридж, объединенное Королевство, обнаружил взаимосвязь между изменениями аминокислотной последовательности и изменениями в структуре белка, проанализировав механизм эволюции семейств белков.[3][4] Это открытие обеспечило количественную основу для наиболее успешного и широко используемого метода предсказания структуры, известного как моделирование гомологии.

Леск и Чотиа также изучали конформации антигенсвязывающих сайтов иммуноглобулины. Они открыли «модель канонической структуры» для конформации областей антител, определяющих комплементарность, и применили эту модель для анализа генов антитело-зародышевой линии, включая предсказание структуры соответствующих белков. Эта работа поддерживает «гуманизацию» антител для терапии рака. «Этот подход к терапии рака основан на наблюдении Х. Вальдманна о том, что крысы могут вырабатывать антитела против рака человека, но что крысиные антитела вызывают иммунные реакции, аналогичные аллергии, у пациентов», - объясняет Леск. «Гуманизация этих антител - это образование гибридных молекул, которые больше похожи на человеческие, чем на крысиные, но которые сохраняют терапевтическую активность при одновременном снижении иммунного ответа пациента».

Работа Леска также включает подробное сравнение белков в различных структурных состояниях как средство для понимания механизмов, которые позволяют белкам изменять конформацию как в рамках их нормальной активности, так и при болезни. Открытие и анализ этих механизмов явились ключом к пониманию изменений конформации ингибиторов сериновой протеазы, также известных как серпины, мутации которых являются важной причиной ряда заболеваний, включая эмфизему и определенные типы наследственных психических заболеваний.

Леск использовал систематический анализ паттернов сворачивания белков, чтобы разработать математическое представление, которое помогает в распознавании и классификации этих паттернов. Он также написал первую компьютерную программу для создания схематических диаграмм белков с использованием молекулярной графики и разработал множество алгоритмов, которые теперь используются другими исследователями для анализа структур белков.

Леск раньше был председателем Целевой группы по биологическим макромолекулам Комитета по данным для науки и технологий (CODATA), целью которой было содействие всемирной координации баз данных по молекулярной биологии для повышения их качества и полезности. Он читал приглашенные лекции и презентации, связанные со своими исследованиями, в университетах и ​​на профессиональных конференциях по всему миру.

Леск является членом Американское физическое общество. Он опубликовал 189 научных статей и 10 книг, связанных с его исследованиями.[1][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14]

До прихода в Пенсильванский университет в осеннем семестре 2003 года Леск работал преподавателем клинической школы Кембриджского университета с 1990 по 2003 год. Он был руководителем группы по программе биокомпьютеров в Университете Кембриджа. Европейская лаборатория молекулярной биологии в Гейдельберг, Германия, с 1987 по 1990 год; приглашенный научный сотрудник Лаборатории молекулярной биологии MRC в Кембридже, Соединенное Королевство, с 1977 по 1990 год; и профессор химии в Университет Фэрли Дикинсона в Нью-Джерси с 1971 по 1987 год. Он стажировался в Университете Отаго в Новой Зеландии и Университете Монаша в Австралии. Он также является пожизненным членом Клэр Холл, Кембридж в Соединенном Королевстве.

Принципиальные схемы белковых структур

Леск вместе с Карлом Д. Хардманом,[15] написал одним из первых компьютерные программы для создания принципиальная схема из структура белка. Известно, что он дает одно из лучших представлений белковых структур и использует схему классификации для Ленточные диаграммы сделано Джейн Ричардсон. Большинство иллюстраций структуры белков в книге Леска (см. Список ссылок ниже) созданы с помощью этой программы. Хотя эти схематические диаграммы менее подробны по сравнению с другими представлениями, такими как изображения, имитирующие модели проводов или модели, заполняющие пространство, упрощения делают их более эффективными при представлении топологический отношения между элементами вторичная структура из белки.[16] Затем это было улучшено путем создания программы для создания стереоскопических пар диаграмм. В результате улучшилась способность зрителя воспринимать пространственные отношения в сложных молекулах.[16]

Основная операция программы начинается с рисования линий. Эта программа состоит из четырех этапов:[15]

  1. Фаза ввода - Программа читает входные файлы. Есть два входных файла. Это координаты и детали содержания и внешнего вида изображения.
  2. Генерация изображения - Геометрические преобразования координат генерируются программой в элементы изображения. Например, цилиндр подходящего размера и ориентации относительно ось z представляет α-спираль; каждый пептид самолет определен для Ленточные диаграммы и β-листы; и сплайн подходят для гнутых листов.
  3. Удаление скрытых линий - этот шаг требуется только для цилиндров α-спиралей и стрелок β-листов, но не для скелетные модели. Картины этих структур классифицируются по трем уровням «оптическая плотность ” – прозрачный, полупрозрачный, или же непрозрачный. Если линии проходят за прозрачным объектом, он не изменяется. Если он проходит за полупрозрачным объектом, он превращается в пунктирные линии. Если он непрозрачный, линии, проходящие через объект, полностью удаляются. Этот шаг можно заменить альтернативным шагом для создания цветно-растрового вывода. Линии игнорируются, а окна раскрашиваются в соответствии с пользователем.
  4. Выходные данные - строки символов расширяются до наборов линейных сегментов с помощью набора таблиц штрихов. Отрезки линий помещаются в двухмерное пространство.

Личная жизнь

Сын Артура Леск, Виктор Леск, последовал за своим отцом в области структурной биологии и биоинформатики и занимал постдокторскую исследовательскую должность с Майклом Штернбергом в Имперский колледж Лондон.[17] Его дочь, Валери Леск, работает преподавателем на факультете психологии Университета Брэдфорда, Великобритания.

Рекомендации

  1. ^ а б Леск, Артур М. (2002). Введение в биоинформатику. Оксфорд [Оксфордшир]: Издательство Оксфордского университета. ISBN  0-19-925196-7.
  2. ^ Чотия, К.; Леск, А.М.; Трамонтано, А .; Левитт, М.; Smith-Gill, S.J .; Воздух, G .; Шериф, С .; Padlan, E. A .; Дэвис, Д .; Тюльпан, W. R .; Колман, П.М.; Spinelli, S .; Alzari, P.M .; Поляк, Р. Дж. (1989). «Конформации гипервариабельных областей иммуноглобулина». Природа. 342 (6252): 877–883. Bibcode:1989Натура.342..877С. Дои:10.1038 / 342877a0. PMID  2687698.
  3. ^ Леск, А .; Чотиа, К. (1980). «Доступность растворителей, поверхности белков и сворачивание белков». Биофизический журнал. 32 (1): 35–47. Bibcode:1980BpJ .... 32 ... 35L. Дои:10.1016 / S0006-3495 (80) 84914-9. ЧВК  1327253. PMID  7248454.
  4. ^ Чотия, К.; Леск, А. (1986). «Связь между расхождением последовательности и структуры в белках». Журнал EMBO. 5 (4): 823–826. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1986.tb04288.x. ЧВК  1166865. PMID  3709526.
  5. ^ Леск, Артур М. (1982). Введение в физическую химию. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл. ISBN  0-13-492710-9.
  6. ^ Леск, Артур М. (1988). Вычислительная молекулярная биология: источники и методы анализа последовательностей. Оксфорд [Оксфордшир]: Издательство Оксфордского университета. ISBN  0-19-854218-6.
  7. ^ Леск, Артур М. (1991). Белковая архитектура: практический подход. Итака, Нью-Йорк: IRL Press. ISBN  0-19-963055-0.
  8. ^ Леск, Артур М. (2001). Введение в архитектуру белков: структурная биология белков. Оксфорд [Оксфордшир]: Издательство Оксфордского университета. ISBN  0-19-850474-8.
  9. ^ Леск, Артур М. (2004). Введение в симметрию и теорию групп для химиков. Бостон: Kluwer Academic Publishers. ISBN  1-4020-2150-X.
  10. ^ Леск, Артур М. (2004). Введение в науку о белке: архитектура, функции и геномика. Оксфорд [Оксфордшир]: Издательство Оксфордского университета. ISBN  0-19-926511-9.
  11. ^ Леск, Артур М. (2005). Аннотации базы данных в молекулярной биологии. Нью-Йорк: Джон Вили. ISBN  0-470-85681-5.
  12. ^ Леск, Артур М .; Анна Трамонтано (2006). Прогнозирование структуры белка: концепции и приложения. Вайнхайм: Wiley-VCH. ISBN  3-527-31167-X.
  13. ^ Леск, Артур М. (2007). Введение в геномику. Оксфорд [Оксфордшир]: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-929695-8.
  14. ^ Леск, Артур М. (2010). Введение в науку о белке: архитектура, функции и геномика. Oxford University Press, США. ISBN  978-0-19-954130-0.
  15. ^ а б Леск, А .; Хардман, К. (1985). «Компьютерные изображения белков». Методы в энзимологии. 115: 381–390. Дои:10.1016/0076-6879(85)15027-5. ISBN  9780121820152. PMID  2934605.
  16. ^ а б Леск, А .; Хардман, К. (1982). «Компьютерные схематические диаграммы белковых структур». Наука. 216 (4545): 539–540. Bibcode:1982Научный ... 216..539L. Дои:10.1126 / science.7071602. PMID  7071602.
  17. ^ Dobbins, S.E .; Леск, В. И .; Штернберг, М. Дж. Э. (2008). «Понимание гибкости белка: взаимосвязь между нормальными режимами и конформационными изменениями при стыковке белок-белок». Труды Национальной академии наук. 105 (30): 10390–10395. Bibcode:2008PNAS..10510390D. Дои:10.1073 / pnas.0802496105. ЧВК  2475499. PMID  18641126.